CN115604976A - 散热器及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热器及通信设备，散热器包括散热基板，散热基板设置有集热腔和多个散热齿，集热腔用于收集热源部件的热量；散热齿盖板，散热齿盖板与散热齿远离散热基板的一侧相连接，散热齿盖板通过气管路和液管路与集热腔相连通，以使散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。根据本发明实施例提供的方案，通过集热腔实现了热源部件的热量收集，冷媒在集热腔进行池沸腾换热，气化后的冷媒通过气管路进入散热齿盖板与空气进行换热，使得冷媒液化并通过液管道进入集热腔，形成散热循环，实现了将热量拉远至散热齿盖板，有效提高了散热效率，有利于降低散热齿的齿高，减少散热器的体积和重量。

Description

散热器及通信设备

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种散热器及通信设备。

背景技术

散热器是通信基站的重要组成部分，散热器的市场需求重点在于高性能、小体积、轻量化、高可靠性、低成本、易安装易维护等方面，从产品可靠性角度看，自然散热是长期发展趋势。通信基站的热量大部分来自于芯片，在通信基站的运行过程中，芯片产生的热量传递至散热器的基板进行散热。为了提高散热的效果，常见的做法是在基板上设置热管、均热板(Vapor Chamber，VC)或者散热齿，热管和VC虽然实现了热量的拉远和扩散，但是大部分的热量依然停留在基板上，降温效果不明显，散热齿要实现较好的降温效果，需要设置较高的齿高，增加散热器的重量和体积。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种散热器及通信设备，能够提高散热效率，减小散热器的体积和重量。

第一方面，本发明实施例提供一种散热器，包括：

散热基板，散热基板设置有集热腔和多个散热齿，集热腔用于收集热源部件的热量；

散热齿盖板，散热齿盖板与散热齿远离散热基板的一侧相连接，散热齿盖板通过气管路和液管路与集热腔相连通，以使散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。

第二方面，本发明实施例提供一种通信设备，包括本发明第一方面实施例的散热器。

本发明实施例包括：散热基板，散热基板设置有集热腔和多个散热齿，集热腔用于收集热源部件的热量；散热齿盖板，散热齿盖板与散热齿远离散热基板的一侧相连接，散热齿盖板通过气管路和液管路与集热腔相连通，以使散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。根据本发明实施例提供的方案，通过集热腔实现了热源部件的热量收集，由于散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，冷媒在集热腔进行池沸腾换热，气化后的冷媒通过气管路进入散热齿盖板，以散热齿盖板作为冷凝管与空气进行换热，使得冷媒液化并通过液管道进入集热腔，形成散热循环，实现了将热量拉远至散热齿盖板，有效提高了散热效率，有利于降低散热齿的齿高，减少散热器的体积和重量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明的一个实施例提供的散热器的整体结构图；

图2是图1所示的散热器的后视图；

图3是图1所示的散热器的主视图；

图4是图3中A方向的截面图；

图5是本发明的另一个实施例提供的散热器的后视图；

图6是本发明的另一个实施例提供的散热器的后视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到气体、液体只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种散热器及通信设备，散热器包括散热基板，散热基板设置有集热腔和多个散热齿，集热腔用于收集热源部件的热量；散热齿盖板，散热齿盖板与散热齿远离散热基板的一侧相连接，散热齿盖板通过气管路和液管路与集热腔相连通，以使散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。根据本发明实施例提供的方案，通过集热腔实现了热源部件的热量收集，由于散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，冷媒在集热腔进行池沸腾换热，气化后的冷媒通过气管路进入散热齿盖板，以散热齿盖板作为冷凝管与空气进行换热，使得冷媒液化并通过液管道进入集热腔，形成散热循环，实现了将热量拉远至散热齿盖板，有效提高了散热效率，有利于降低散热齿的齿高，减少散热器的体积和重量。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本发明的一个实施例提供的散热器的整体结构图，本发明的一个实施例提供了一种散热器，包括：

散热基板2，散热基板2设置有集热腔6和多个散热齿1，集热腔6用于收集热源部件的热量；

散热齿盖板4，散热齿盖板4与散热齿1远离散热基板2的一侧相连接，散热齿盖板4中设置有流道43，流道43与集热腔6相连通，流道43和集热腔6中填充有冷媒。

散热基板2，散热基板2设置有集热腔6和多个散热齿1，集热腔6用于收集热源部件的热量；

散热齿盖板4，散热齿盖板4与散热齿1远离散热基板2的一侧相连接，散热齿盖板4通过气管路51和液管路52与集热腔6相连通，以使散热齿盖板4、气管路51、液管路52和集热腔6形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。

需要说明的是，图1中所示的g为重力方向。

值得注意的是，为了实现更好的散热效果，多个散热齿1之间可以平行排列，并且相邻的两个散热齿1之间留有一定的间隙，便于热量散发。可以理解的是，散热齿1可以垂直于散热基板2，也可以以一定的倾斜角与散热基板2连接，本实施例对散热齿1的具体安装和排列方式不多作限定，本领域技术人员有动机根据实际需求调整散热齿1的形状和排列方式。可以理解的是，虽然集热腔6为主要的热量收集结构，但是除了大功耗芯片之外，还有一些功耗较小的芯片也会产生热量，而这些热量通常汇聚在散热基板2，因此可以在散热基板2一侧的整个表面设置散热齿1，能够实现更大的散热面积。

需要说明的是，对于通讯基站而言，虽然芯片的数量通常较多，但是散热压力通常来自于几个大功耗芯片，为了对大功耗芯片的热量实现集中收集，可以在散热基板2中设置集热腔6，集热腔6的位置可以根据大功耗芯片的位置调整即可。

需要说明的是，散热齿盖板4与散热齿1远离散热基板2的一侧相连接，能够使得散热齿盖板尽可能远离散热基板2，实现热量的拉远，例如如图1所示，散热齿盖板4与散热齿1的顶部相抵接，由于散热基板2汇集有大量的热量，因此越靠近散热基板2，温度越高，基于此，散热齿1的顶部由于远离散热基板2，属于散热器中温度较低的部分，将散热齿盖板4设置在散热齿1的顶部，能够使得散热齿盖板4一侧与散热齿1抵接实现热传递，另一侧与空气实现热交换，将热量散发到空气中，既增大了散热面积，又能够将热量拉远至温度较低的区域进行散热，有效提高了散热效率。

需要说明的是，散热齿盖板4可以由若干个中空管道组成，使得散热齿盖板4起到冷凝管的作用，从而与气管路51、液管路52和集热腔6形成冷媒回路，能够有效减少散热器的体积。当然，在散热器体积允许的情况下，本领域技术人员也有动机在散热齿盖板4外挂独立的冷凝管，本实施例对此不多作赘述。

需要说明的是，冷媒的移动需要驱动力，为了能够省去冷媒的驱动结构，降低成本，可以将散热齿盖板4安装在集热腔6的上侧，并且两端分别通过气管路51和液管路52与集热腔6的两端连通，由于集热腔6收集大量的热量，冷媒在集热腔6中吸收热量气化，通过气管路51进入散热齿盖板4，由于散热齿盖板4与空气相接触，高温蒸汽能够通过空气实现换热液化，液化后的冷媒通过液管路重新进入集热腔6，使得液化后的冷媒在重力作用下通过液管路52流入集热腔6，气化后的冷媒从气管路51进入散热齿盖板4，从而实现重力驱动冷媒。

需要说明的是，为了实现散热齿盖板4的安装，并且增大散热齿盖板4与散热齿1的接触面积，散热齿盖板4的内部与散热齿1表面可以通过锚点连接，也可以通过在散热齿表面凯槽道结构相连接，根据实际需求选取具体的连接方式即可。

另外，参考图1和图3，在本发明的另一个实施例中，散热基板2还设置有集热腔盖板3，集热腔盖板3远离集热腔6的一侧设置有凸台，凸台用于与热源部件相抵接，从而收集热源部件的热量。

需要说明的是，集热腔6为腔体结构，为了能够收集大功耗芯片的热量，可以在集热腔6对应的集热腔盖板3，并在集热腔盖板3的表面设置凸台，通过凸台与大功耗芯片接触实现热量收集。

需要说明的是，凸台的数量可以根据大功耗芯片的数量调整，例如，当需要收集两个大功耗芯片的热量时，可以如图1和图3所示，设置第一凸台33和第二凸台34，本实施例对凸台的数量和位置不多作限定。

需要说明的是，凸台的尺寸可以根据大功耗芯片的尺寸调整，为了确保凸台从芯片收集的热量能够传递至集热腔6，可以设置集热腔6和集热腔盖板3的尺寸大于凸台，具体尺寸在此不多作限定。

需要说明的是，由于冷媒处于液体状态的情况下，由于重力的原因会更多地汇聚在集热腔6的下侧，因此，凸台可以位于集热腔盖板3的下侧，从而与液态冷媒有更大的接触面积，提高换热效率。

另外，在本发明的另一个实施例中，凸台用于与热源部件相抵接的表面还设置有导热材料或界面材料。

需要说明的是，在本实施例中，热源部件通常为大功耗芯片，由于凸台与大功耗芯片通过接触实现热量传递，为了减少热量传递的热阻，可以在凸台表面设置导热材料或者界面材料，具体的材料本领域技术人员可以根据实际需求选取，在此不多作赘述。

另外，参考图2、图5和图6，在本发明的另一个实施例中，散热齿盖板4位于集热腔6的上侧，散热齿盖板4包括流道43，流道43与气管路51、液管路52和集热腔6形成冷媒回路。

需要说明的是，将散热齿盖板4设置在集热腔6的上侧，使得散热齿盖板4与集热腔6之间存在高度差，能够利用重力实现冷媒回路中的冷媒驱动，液态的冷媒在集热腔6中相变换热气化，高温蒸汽通过气管路51进入流道43，在流道43中与空气换热液化，在重力的作用下进入液管路52，并再次进入集热腔6，从而实现重力循环。

需要说明的是，流道43可以通过任意方式设置在散热齿盖板4，例如如图2所示，在散热齿盖板4中设置多条并联排列的流道43，使得流道43的上端与气管路51连通，下端与液管路52连通，通过并联设置的方式，液化后的冷媒能够在重力作用下流入液管路52，实现重力驱动。

值得注意的是，流道43还可以是一条独立的管道，流道43的上侧端口与气管路51相连通，下侧端口与液管路52连通，形成串联管道的方式设置在散热齿盖板4中，并且为了增大冷媒的移动路径，可以采用图5所示结构，管道保持水平，由上至下分布且呈弯曲状；又如，在图6所示的实施例中，流道43呈由上至下的方式放置，由左至右通过弯曲结构连通，本领域技术人员有动机根据实际需求选取具体的流道43的排列方式，本实施例对此不多作限定。

需要说明的是，流道43可以通过焊接管道的方式设置于散热齿盖板4，也可以是通过吹胀工艺吹胀管路后，在表面开槽形成，本实施例对流道43的制造工艺不作限定。

另外，参考图1和图2，在本发明的另一个实施例中，散热齿盖板4还包括气体汇聚管42和液体汇聚管44，气体汇聚管42位于液体汇聚管44的上侧，液体汇聚管44位于集热腔6的上侧，流道43连通于气体汇聚管42和液体汇聚管44之间，气体汇聚管42连通于流道43和气管路51之间，液体汇聚管44连通于流道43和液管路52之间。

需要说明的是，散热齿盖板4可以采用图1和图2所示的结构，最上方设置气体汇聚管42，最下方设置液体汇聚管44，在气体汇聚管42和液体汇聚管44之间设置若干条流道43，为了实现重力环路，可以将液体汇聚管44设置在集热腔6的上侧，通过冷凝形成的液态冷媒在重力作用下进入集热腔6进行换热，生成的气态冷媒上浮进入气体汇聚管42，并进入流道43与空气进行换热，在运动的过程中实现气态转换成液态后进入液体汇聚管44，利用重力和简单的结构实现了闭合换热环路，利用较低的成本实现了换热效率的提升。

需要说明的是，气体汇聚管42和液体汇聚管44之间可以连接任意数量的流道43，例如图2所示，设置多条流道43，能够进一步增大气态冷媒与空气的接触，提高换热效率。本领域技术人员有动机根据实际需求调整流道43的数量，以及在气体汇聚管42和液体汇聚管44之间设置的角度，本实施例对此不多作限定。

另外，参考图1和图2，在本发明的另一个实施例中，集热腔6设置有出气孔31和进液孔32，液体汇聚管44设置有出液孔45，气体汇聚管42设置有进气孔41，进气孔41和出气孔31通过气管路51相连通，进液孔32和出液孔45通过液管路52相连通。

需要说明的是，如图2所示，为了实现重力循环换热，可以在集热腔6的左侧设置出气孔31，右侧设置进液孔32，并在气体汇聚管42的左侧设置进气孔41，在液体汇聚管44的右侧设置出液孔45，进气孔41和出气孔31通过气管路51相连通，进液孔32通过出液孔45通过液管路52相连通，并且，有散热齿盖板4设置在集热腔6的上侧，因此气管路51和液管路52呈一定倾斜角设置，例如如图2所示，从出气孔31排出的冷媒由于是高温蒸汽，因此能够通过气管路51上升进入进气孔41，从而进入气体汇聚管42，并在气压作用下进入流道43，高温蒸汽在流道43中与空气发生热交换转换成液态，在重力作用下进入液体汇聚管44，再从右侧的出液孔45进入液管路52，从而进入集热腔6，实现重力闭环热交换，有效提高了换热效率。

需要说明的是，出气孔31和进液孔32可以位于同一水平面，例如如图3所示均设置在集热腔6的最上侧，也可以将进液孔32设置在集热腔6的下侧，出气孔31设置在集热腔6的上侧，根据实际需求调整即可。

另外，参考图2，在本发明的另一个实施例中，流道43的数量至少为二，至少两条所述流道43并列排列于气体汇聚管42和液体汇聚管44之间。

需要说明的是，流道43可以采用图2所示的并联管结构，多条流道43并联的结构能够增加冷媒与空气的热交换面积，提高换热效率，同时，由于冷媒在流道43中转变为液态，因此由上至下设置的方式利用重力加快液体的汇聚速度，提高集热腔6中冷媒的补充速度。

另外，参考图4，在本发明的另一个实施例中，集热腔6中设置有至少两个沟槽，至少两个沟槽并排排列。

需要说明的是，为了冷媒在集热腔6中能够充分换热，可以在集热腔6中设置沟槽，如图4所示，沟槽顶部61和沟槽底部62交替设置，使得沟槽底部62与集热腔盖板3之间留有一定的缝隙，使得液态的冷媒从进液孔32进入沟槽，在沟槽中实现相变换热，转变成气体从出气孔31排出，能够有效提高冷媒与热量的接触面积，提高散热效果。

另外，在本发明的另一个实施例中，沟槽中设置有毛细结构，毛细结构连通于气管路51和液管路52之间。

需要说明的是，在沟槽中设置毛细结构，能够通过毛细结构实现冷媒的引流，使得液态的冷媒能够流动至换热需求较大的区域进行相变换热，有效提高换热效率，本领域技术人员有动机根据实际需求调整毛细结构的铺设位置和数量，在此不多作限定。

另外，结合图1所示的结构，采用本发明实施例所提供的散热器的使用流程如下：

散热器基板2、集热腔盖板3、散热齿盖板4、气管路51、液管路52组成一个闭合的环路系统，内部充灌有冷媒，芯片通过界面材料与集热腔表面的第一凸台33和第二凸台34接触，集热腔6内冷媒受热蒸发，高温蒸汽通过出气孔31流经气管路51后，运动至位于散热齿1顶部的散热齿盖板4，并通过进气孔41进入气体汇聚管42，通过气体汇聚管42分流至并联的流道43中，在流动的过程由于散热齿盖板4一面直接和空气对流换热，温度较低，高温蒸汽在流道43内部流动过程中不断冷凝成液体，在重力的作用下汇聚至液体汇聚管44内部，通过液管路52流至集热腔6内部，沿着槽道结构流经热源处受热蒸发，形成一个循环，通过冷媒的相变潜热快速将芯片热量传递拉远传递至散热齿顶部盖板4处，解决大功耗芯片散热问题，提高了散热效率。

本发明的实施例还提供一种通信设备，包括如上实施例的散热器。

在本实施例提供的通信设备中，通过散热器的集热腔实现了热源部件的热量收集，由于散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，冷媒在集热腔进行池沸腾换热，气化后的冷媒通过气管路进入散热齿盖板，以散热齿盖板作为冷凝管与空气进行换热，使得冷媒液化并通过液管道进入集热腔，形成散热循环，实现了将热量拉远至散热齿盖板，有效提高了散热效率，有利于降低散热齿的齿高，减少散热器的体积和重量。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，包括：

散热基板，所述散热基板设置有集热腔和多个散热齿，所述集热腔用于收集热源部件的热量；

散热齿盖板，所述散热齿盖板与所述散热齿远离所述散热基板的一侧相连接，所述散热齿盖板通过气管路和液管路与所述集热腔相连通，以使散热齿盖板、气管路、液管路和集热腔形成冷媒回路，其中，冷媒回路中填充有冷媒。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述散热基板还设置有集热腔盖板，集热腔盖板远离所述集热腔的一侧设置有凸台，所述凸台用于与所述热源部件相抵接，从而收集所述热源部件的热量。

3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述凸台用于与所述热源部件相抵接的表面还设置有导热材料或界面材料。

4.根据权利要求1的散热器，其特征在于：所述散热齿盖板位于所述集热腔上侧，所述散热齿盖板包括流道，所述流道与所述气管路、所述液管路和所述集热腔形成所述冷媒回路。

5.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于：所述散热齿盖板还包括气体汇聚管和液体汇聚管，所述气体汇聚管位于所述液体汇聚管的上侧，所述液体汇聚管位于所述集热腔的上侧，所述气体汇聚管连通于所述流道和所述气管路之间，所述液体汇聚管连通于所述流道和所述液管路之间。

6.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于：所述集热腔设置有出气孔和进液孔，所述液体汇聚管设置有出液孔，所述气体汇聚管设置有进气孔，所述进气孔和所述出气孔通过所述气管路相连通，所述进液孔通过和所述出液孔通过所述液管路相连通。

7.根据权利要求5的散热器，其特征在于：所述流道的数量至少为二，至少两条所述流道并列排列于所述气体汇聚管和所述液体汇聚管之间。

8.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述集热腔中设置有至少两个沟槽，至少两个所述沟槽并排排列。

9.根据权利要求8的散热器，其特征在于：所述沟槽中设置有毛细结构，所述毛细结构连通于所述气管路和所述液管路之间。

10.一种通信设备，其特征在于：包括权利要求1至9任一项所述的散热器。

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